Критическая скорость - это скорость и направление, при которых поток жидкости через трубку изменяется с плавного или «ламинарного» на турбулентный. Расчет критической скорости зависит от нескольких переменных, но именно число Рейнольдса характеризует поток жидкости через трубу как ламинарный или турбулентный. Число Рейнольдса - безразмерная переменная, то есть к нему не привязаны единицы измерения.
Если вы хотите найти критическую скорость воды, движущейся через участок трубы, мы начнем с использования основной формулы для расчета критической скорости: Vcrit = (Nr_µ) / (D_ρ). В этом уравнении Vcrit представляет собой критическую скорость, Nr представляет собой число Рейнольдса, µ (mu) представляет собой коэффициент вязкости (т. Е. сопротивление потоку) для данной жидкости, D представляет собой внутренний диаметр трубы, а ρ (rho) представляет плотность данной жидкости жидкость. Переменная µ (мю) измеряется в квадратных метрах в секунду, а плотность данной жидкости измеряется в килограммах на квадратный метр.
Допустим, у вас есть отрезок трубы длиной два метра с внутренним диаметром 0,03 метра, и вы хотите узнать критическая скорость воды, проходящей через этот участок трубы со скоростью 0,25 метра в секунду, представленная автор В. Хотя µ меняется в зависимости от температуры, его типичное значение составляет 0,00000114 квадратных метра в секунду, поэтому мы будем использовать это значение в этом примере. Плотность, или ρ, воды составляет один килограмм на кубический метр.
Если число Рейнольдса не указано, его можно вычислить по формуле: Nr = ρ_V_D / µ. Ламинарный поток представлен числом Рейнольдса менее 2320, а турбулентный поток представлен числом Рейнольдса более 4000.
Подставьте значения для каждой из переменных числового уравнения Рейнольдса. После вставки значений число Рейнольдса равно 6 579. Поскольку оно больше 4000, поток считается турбулентным.
Теперь подставьте значения в уравнение критической скорости, и вы должны получить: Vcrit = (6,579_0,000000114 метра / секунда в квадрате) / (0,03 метра_1 килограмм / кубический метр) = 0,025 метра / секунду.